湿气管道积液在线分离装置优化与方案评估

发布时间：2024-11-20 20:52

　　 针对湿天然气管道在积液处理方面存在的问题,设计一种新型轴流导叶式旋流分离装置,提出一种新颖的湿气管道积液在线处理方案,建立管道积液在线处理模拟模型。结果表明:数值模拟与试验测试相结合优化了分离器的结构参数,推荐分离器导流叶片数为6～7个,导流叶片出口角角度为45°,导流体直径与分离器筒体直径比的取值为0.5～0.6;湿气管道间增设分离装置可以有效地降低管道中的总积液量,延长管道积液发展达到稳定的时间;在同等输量以及管道末端压力约束条件下,管道间增设分离装置可以有效地降低管道起点的动力需求,有利于整体工艺流程的节能降耗。

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【部分图文】：

图6 不同入口气速下分离器分离效率

图6为β=45°时分离器在不同入口气速下的分离效率。从图6中可以看出,对于同一粒径液滴,分离效率随着入口气速的增大而增大,当气速高于5m·s-1时,分离器对粒径高于10μm的液滴均达到较高的分离效率。导流叶片出口角的选择需要兼顾分离效率与压降两个因素,推荐设计导流叶片出口角β....

图1 导叶式旋流分离器结构示意图

基于对分离器工作过程的分析可知,导流叶片及导流体是影响分离性能的关键结构,其决定了分离器旋流强度。导流叶片的作用是制造流体旋转并在分离空间内形成稳定的旋流场,目前研究较多的导流叶片类型为倾斜平板叶片、直螺旋叶片、圆弧叶片等,如图2所示。图2不同类型导流叶片

图2 不同类型导流叶片

图1导叶式旋流分离器结构示意图倾斜平板叶片和直螺旋叶片制造流体旋转能力较强,但来流会与叶片发生冲击,造成局部能量损失较大;圆弧叶片起始端与来流方向相切,流体冲击产生的局部阻力较小,但叶片流道长度较短,不能有效地诱导强化旋转。设计导流叶片起始端为圆弧形,减少来流与叶片间的能量冲击....

图3 网格划分

采用四面体非结构网格对分离器流体域进行划分。由于分离器导叶结构比较复杂,为了减小物理模型内部复杂结构对网格质量影响,在分离器导流叶片处进行网格加密处理,网格划分如图3所示。利用FLUENT软件对流动进行数值模拟,湍流模型采用雷诺应力模型RSM,用SIMPLE算法对速度-压力场进行....

本文编号：4012338